[发明专利]为高侧驱动器提供反向电流保护的电路

说明书

一种在第一电压轨和第二电压轨(即VDD_HV和VDD_MV)之间操作的电子控制单元(ECU)(400)，其包括放大器电路(304')和单一电流感测电路(402、404、406、408)，该单一电流感测电路经耦合以对总线引脚(OUTx)承载信号并保护总线管脚不受对地短路和对电池短路的影响。单一电流感测电路包括：将信号传递到总线引脚的开关电路(402)；以及提供与总线引脚处的输出电流成比例的第二电流(IMrev)的正向电流感测电路(404)。当总线管脚(OUTx)上的电压高于给定值时，正向电流感测电路(404)使第二电流基本为零。单一电流感测电路还包括正向电流保护电路(406)和反向电流开关电路(408)，反向电流开关电路(408)接收第二电流并在第二电流为零时断开与第二电压的连接。

技术领域

本发明总体涉及电子电路，并且更具体地涉及为高侧驱动器提供反向电流保护的电路。

背景技术

外设传感器接口(PSI)是一个不断发展的汽车标准，PSI5是当前版本，被认为是局域互联网络(LIN)的替代品。许多汽车应用使用PSI协议，如安全气囊加速度传感器、超声波、动力系统、制动应用等。PSI收发器中的电子控制单元(ECU)向传感器提供电源(例如基极电压)和同步脉冲，同步脉冲开始采集来自传感器的数据。传感器继而响应电流调制数据，该调制数据被ECU感测并转换为数字波形。收发器总线引脚(OUTx)可能对地或电池短路，并需要双向电流感测进行故障保护。对地短路和对电池短路的保护通常使用两种不同的电路，这会导致芯片面积增加和功耗增加，这将在下面进行说明。需要用于保护电路的更小的占用面积和更低的功耗。

发明内容

所描述的示例为对地短路和对电池短路保护提供了单一电流感测路径，消除了使用两个或更多个电流感测回路来提供这两种保护。这反过来在电路所需的面积和操作电路所需的功率方面提供了效率。

在一个方面，一种用于高侧驱动器的电子控制单元(ECU)包括放大器电路，放大器电路包括第一开关晶体管，该第一开关晶体管与第二开关晶体管在承载第一电压的第一电压轨(rail)和承载小于第一电压的第二电压轨之间串联耦合，放大器电路经耦合以控制第一开关晶体管和第二开关晶体管中的对应栅极；和单一电流感测电路，其经耦合以保护高侧驱动器上的总线引脚免受对地短路和对电池短路的影响。单一电流感测电路包括：输入节点，其位于第一开关晶体管和第二开关晶体管之间；开关电路，其经耦合以在正常操作期间将电流从输入节点传递到总线引脚；正向电流感测电路，其耦合到输入节点和第一电压轨，正向电流感测电路经耦合以在第一输出节点上提供第一电流和在第二输出节点上提供第二电流，第一电流和第二电流中的每个都与总线引脚处的输出电流成比例，其中当总线引脚上的总线电压高于给定值时，第一电流和第二电流基本上为零；反向电流开关电路，其经耦合以接收第二电流并进一步耦合至第二开关晶体管的栅极，反向电流开关电路经耦合以在第二电流输出为零时将第二开关晶体管断开；以及正向电流保护电路，其耦合到正向电流感测电路、第一电压轨和提供第三电压(其小于第二电压)的第三电压轨，正向电流保护电路进一步经耦合以响应于对地短路来断开开关电路。